、如何搭建中繼臺之中繼臺概述
在無線對講系統(tǒng)中，中繼臺對于增大通訊距離，擴展覆蓋范圍扮演著很其重要的角色。是業(yè)無線通訊系統(tǒng)不可缺少的重要設備。
中繼臺由收信機和發(fā)信機等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài)，能夠?qū)⒔邮盏降囊颜{(diào)制的射頻信號解調(diào)出音頻信號傳輸給其它設備。同時，還能將其它設備送來的音頻信號經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射出去。上面提到的其它設備有各種系統(tǒng)使用的控制器，有無線接駁器等，也包括互聯(lián)所需要的其它中繼臺。將中繼臺收到的信號直接通過自身的發(fā)射機轉(zhuǎn)發(fā)出去，這是中繼臺較基本的應用。
因此，中繼臺必須能夠全雙工工作，即收發(fā)同時工作，并且發(fā)射時不能影響接收機的正常工作。由于中繼臺工作的基本特點，再加上多臺中繼臺組合起使用的特點，對中繼臺的技術指標相對于移動臺要有更高的和更特殊的要求。
除臺中繼臺組成的單信道常規(guī)地面通訊系統(tǒng)之外，還可以利用中繼臺經(jīng)同軸電纜，功分器，架設多幅分布天線，實現(xiàn)樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊，此外多臺中繼臺組成集群系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結構的通訊網(wǎng)。
中繼臺調(diào)試集成安裝的指標直接影響到系統(tǒng)的通訊距離和系統(tǒng)網(wǎng)絡語音質(zhì)量及功能。
二、如何搭建中繼臺之中繼臺通訊距離的工程計算
1、無線電波傳輸損耗工程實用公式
LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd
式中：F—通訊工作頻率(MHz)
h1—通訊對象A點天線高度(m)
h2—通訊對象B點天線高度(m)
d—A點和B點的通訊距離(m)
上述實用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz頻段，并且地形起伏高度在15m左右，通訊距離在65km范圍內(nèi)。
2、系統(tǒng)無線設備通訊距離的計算(以下舉例說明)
(1)假設已知條件
a.系統(tǒng)工作頻率：
TX 465MHz RX 455MHz
b.中繼臺參數(shù)和架設數(shù)據(jù)：
發(fā)射功率：20 (43dBm)
接收靈敏度：-116dBm
同軸電纜損耗：2dB(1/2″饋管40m長、5dB/100m)
全向天線增益：9.8dbi
天線架設高度：30m
c.對講機參數(shù)
發(fā)射功率：4(36dBm)
接收靈敏度：-116dBm
對講機天線增益：0dBi
對講機高度：1.5m
(2)中繼臺與對講機的系統(tǒng)增益
在本例中，所謂系統(tǒng)增益就是對講機發(fā)射信號給中繼臺接收機允許衰減的較大值，若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下：
系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)
若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為：
SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)
=36+0-(9.8-2-116)
=144.2(dB)
式中：Pt——對講機發(fā)射功率
PA——對講機天線增益
RA——中繼臺天線增益
CL——同軸電纜損耗
RR——中繼臺接收靈敏度
(3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗，則說明通訊距離的電波能量已達很限，若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來。
將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式：
144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd
144.2=88.1+53.2-33+401gd
35.9=401gd
d=7.9km
(4)上式僅計算了上行信號(對講機發(fā)給中繼臺)可通訊的保守距離，而未計算下行信號(中繼臺發(fā)給對講機)可覆蓋的距離，通常由于中繼臺發(fā)射功率較大，其下行信號往往優(yōu)于上行信號的通訊距離。由于系統(tǒng)通話是雙向的，因此系統(tǒng)的保守通話距離往往以上行信號為準來計算。
三、如何搭建中繼臺之通訊系統(tǒng)中的干擾
1、系統(tǒng)中的干擾有很多，有些是產(chǎn)品制造中不可避免的，有的是在系統(tǒng)集成時產(chǎn)生的，我們主要討論后者，在日常通訊中經(jīng)常碰到的干擾主要有兩種：同頻干擾和互調(diào)干擾。
2、同頻干擾是指在個系統(tǒng)中的工作頻率受到了另個系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺發(fā)射機標稱頻率相同，但多少還是有所差異，當臺接收機同時收到兩臺發(fā)射機信號時，會產(chǎn)生兩個發(fā)射頻率差異的差拍干擾，如果兩發(fā)射頻率相差1KHz，在接收機中即可聽到1KHz的差拍聲，另外盡管發(fā)射頻率相同，其頻率的相位也不定相同，因此會產(chǎn)生低頻交流聲的干擾。
3、互調(diào)干擾是由電路中的非線性器件產(chǎn)生的，在我們?nèi)粘９ぷ髦挟a(chǎn)生互調(diào)的原因主要有以下兩種情況：
(1)干擾信號侵入發(fā)射機的末，從而同有用信號之間引起互調(diào)。此類干擾稱為發(fā)射機互調(diào)干擾。
(2)處于互調(diào)關系中的兩個或兩個以上的無線電信號被接收機接收，在接收機高放產(chǎn)生互調(diào)，稱為接收機互調(diào)干擾。
4、互調(diào)干擾主要反映在多信道系統(tǒng)或與其它系統(tǒng)安裝在起，多信道頻率相互間或其它系統(tǒng)頻率與多信道頻率混合而產(chǎn)生，產(chǎn)生的主要機理有兩種表現(xiàn)形式，如果我們用A、B、C……表示頻率的數(shù)值，則有：
2A-B=C
A+D-C=B或A+D-B=C
舉例說明：某系統(tǒng)有4個信道的發(fā)射頻率分別為：
1CH 160MHz 2CH 161MHz
3CH 162MHz 4CH 163MHz
如果不采取互調(diào)抑制措施,就會產(chǎn)生：2×160MHz-161MHz=162MHz(假)，即1CH的二次諧波進入2CH功放末產(chǎn)生差頻形成個假的162MHz，就會對3CH所接收的設備造成干擾。
另外還會產(chǎn)生：160MHz+163MHz-162MHz=161MHz(假)，即1CH和4CH的和拍與3CH的差拍產(chǎn)生個假的161MHz，就會對2CH所接收真的161MHz頻率產(chǎn)生干擾。
5、為了避免互調(diào)干擾，通常有兩種做法：根據(jù)互調(diào)產(chǎn)生的機理在發(fā)射機功放輸出端口加單向隔離器，對外部進入的信號進行衰減，不讓其產(chǎn)生和頻和差頻。對于接收機采用大動態(tài)范圍的器件，降低減小非線性。另種方法是使用頻率時，人為避開產(chǎn)生互調(diào)組合的頻率。前者需要增加設備投入，后者較經(jīng)濟，但取決于所審批頻率的可能性。
6、無(三階)互調(diào)干擾頻率的工程計算方法：
(1)將所分配或使用的頻率從低向高排序;
(2)按較小信道間隔計算每個頻率對應的頻道數(shù);
(3)計算相鄰頻道數(shù)的差值;
(4)求差值的和(按下舉例方法求和);
(5)檢查差值與和數(shù)中不得有相同的數(shù)出現(xiàn)。
舉例說明：現(xiàn)有組頻率156.275MHz 156.150MHz 156.200MHz 156.125MHz計算是否存在互調(diào)組合(如圖)。
有相同的數(shù)字3，表明這組頻率存在互調(diào)，只有將156.275頻率向上調(diào)換成156.300或其它的頻率才可避開互調(diào)組合。上面括號中的數(shù)字是被調(diào)換后的計算結果。
四、如何搭建中繼臺之中繼臺的關鍵技術參數(shù)與天饋系統(tǒng)
1、中繼臺的關鍵技術
中繼臺的技術參數(shù)除發(fā)射功率，頻率穩(wěn)定度，調(diào)制特性，接收機靈敏度，音頻輸出功率和失真，調(diào)制接收帶寬等技術參數(shù)與對講機、車載臺相同或較高外，根本的區(qū)別在于全雙工工作，即接收信號的同時，又要發(fā)射信號，其關鍵的技術參數(shù)是雙工工作時的接收靈敏度，即自身的收發(fā)干擾情況如何，好的中繼臺發(fā)射時應不影響接收機的靈敏度。中繼臺若存在收發(fā)干擾，意味著接收機靈敏度的下降，在系統(tǒng)工作時，直接影響到對講機和車載臺的通訊距離。
2、形成中繼臺收發(fā)干擾的因素
(1)發(fā)射機大功率信號串入接收機前端造成接收機的阻塞，使接收靈敏度下降。
(2)發(fā)射機邊帶頻譜中的接收機頻率成分過大形成類似于同頻干擾的情況，使接收機靈敏度下降。
3、解決中繼臺收發(fā)干擾的要點
除了中繼臺自身發(fā)射機和接收機有較高的技術指標外，重要在于發(fā)射機天線端口和接收機天線端口要有較高的隔離衰減。目前發(fā)射機和接收機天線端口之間隔離通常有2種方法：(1)雙工器方式;(2)收發(fā)天線同軸垂直間隔方式。
4、使用雙工器的優(yōu)缺點
(1)使用雙工器的優(yōu)點
a.收發(fā)共用根天線，根電纜，架設方便;
b.通常使用陷波型雙工器，體積小，重量輕，插損小，有較好的收發(fā)隔離性能，能保證良好的收發(fā)干擾指標。
(2)使用雙工器的缺點
a.要求天線頻帶較寬，往往天線對收發(fā)頻率不能兼顧;
b.陷波型雙工器的阻帶很窄，當設置多信道使用時，所使用的頻率有所限制，必須限定在雙工器的阻帶寬度內(nèi)。
5、使用雙天線的優(yōu)缺點
(1)使用雙天線的優(yōu)點
a.收發(fā)分別使用各自的天線，可獲得較好的匹配及增益;
b.可在較寬的頻率范圍內(nèi)，任意設置信道所用的收發(fā)頻率。
(2)使用雙天線的缺點
雙天線要達到定程度的收發(fā)隔離，架設時有嚴格的要求，往往不易滿足，導致收發(fā)干擾指標惡化，嚴重影響通訊距離。
(3)使用雙天線架設的要求
a.雙天線水平架設時，兩天線間的水平距離應≥390λ;
b.雙天線同軸垂直架設時，兩天線間的垂直距離≥9λ。
(4)雙天線架設覽表表)
6、雙天線架設后中繼臺收發(fā)干擾指標的測試
(1)使用對講機測試方法
首先將對講機發(fā)射功率設置較低檔，中繼臺置于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)：摘掉對講機天線，短時間間斷發(fā)射，讓對講機與中繼臺逐步拉開距離，直到中繼臺接收對講信號有雜音止，此時再將中繼臺置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)或使用中繼臺的話筒發(fā)射，聽中繼臺的雜音不應有變化，若雜音加強或靜噪電路關閉聽不到雜音，說明存在收發(fā)干擾。
(2)使用儀器測試方法
使用RF射頻信號源，輸出端口接儀表自帶天線或?qū)χv機天線，將信號源輸出調(diào)至中繼臺接收有雜音止(中繼臺處于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài))，此時啟動中繼臺的發(fā)射，聽雜音不應有明顯的變化。
五、如何搭建中繼臺之中繼臺組網(wǎng)方案
1、二次接力中繼方案
說明：(圖中的頻率為說明組網(wǎng)通訊方式而假設)
本方案使用3臺內(nèi)置雙工器的中繼臺，可將A區(qū)和B區(qū)聯(lián)網(wǎng)
對講機設置2個信道：
1CH TX 150.000 RX 155.700在A區(qū)使用
2CH TX 155.800 RX 150.100在B區(qū)使用
中繼臺A的頻率設置：
TX 155.700 RX 150.000
中繼臺B1的頻率設置：
TX 150.100 RX 155.700
中繼臺B2的頻率設置：
TX 150.000 RX 155.
2、二次接力中繼方案二
說明：(圖中頻率假設)
本方案在A區(qū)使用了臺的中繼臺(內(nèi)置有雙工器)，而在B區(qū)使用2臺半雙工電臺組合互控的中繼臺，B區(qū)組合中繼臺使用2付天線，對講機設置了3個信道：
1CH TX 150.000 RX 155.700 在A區(qū)使用
2CH TX 155.800 RX 155.100 在B區(qū)與A區(qū)通話
3CH TX 155.700 RX 150.100在B區(qū)自中繼
半雙工電臺1的頻率設置：
TX 150.000 RX 155.700
半雙工電臺2的頻率設置：
TX 150.100 RX 155.800
3、兩區(qū)自動漫游方案
說明:本方案A、B兩區(qū)各使用了臺中繼臺和臺半雙工電臺，半雙工電臺使用收發(fā)同頻半雙工工作方式，而且僅做兩區(qū)互聯(lián)的鏈路。
對講機設置兩個信道，頻率：
1CH TX 150.000 RX 155.700
2CH TX 150.000 RX 155.800
并且設置這兩個信道快速掃描,由于這兩個信道TX頻率相同,無論搜索到哪個區(qū)均可進行通話,因此無論在哪區(qū)均不需人工切換信道,從而達到自動漫游的功能。
4、兩區(qū)自動漫游方案二
說明:本方案A、B兩區(qū)均使用半雙工電臺組合互控的中繼臺，對講機編程三個信道，并且進行掃描搜索
1CH TX 150.000 RX 155.700 A區(qū)自中繼
2CH TX 150.000 RX 155.800 B區(qū)自中繼
3CH TX 150.000 RX 150.100 A、B區(qū)相互通訊
每部半雙工電臺收發(fā)頻率接近，均在雙工器允許的帶寬內(nèi)，故使用雙工器進行收發(fā)隔 離。
主營：對講機出售、對講機信號覆蓋、對講機租賃
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